책소개
도쿄대학교의 젊은 양자컴퓨터 개발자 다케다 슌타로 교수는 《처음 읽는 양자컴퓨터 이야기》를 통해 양자컴퓨터가 과연 무엇인지, 어떤 원리로 작동하는지, 왜 빠른지 알기 쉽게 설명하면서 양자컴퓨터에 얽힌 오해와 그 진짜 가능성을 밝히려고 한다. 그리고 양자컴퓨터 개발 현장을 소개하면서 실제 양자컴퓨터 장치가 어떤 것인지 생생하게 보여준다. 저자는 양자컴퓨터와 관련된 사실을 고스란히 전달하기 위해서 언론 매체에서는 좀처럼 접하기 힘든 부정적인 정보도 함께 소개한다. 독자는 저자의 이런 설명들을 통해 양자컴퓨터의 본질을 쉽게 이해할 수 있다.
저자는 우선 양자컴퓨터의 기반인 양자물리학을 설명하면서 양자컴퓨터가 모든 문제를 다 잘 처리하는 것이 아니라 특출나게 능력을 발휘하는 문제 패턴이 있다는 사실부터 소개한다. 양자컴퓨터에 대한 오해는 그 원리를 잘 모르는 일반 대중에게 새로운 컴퓨터 기술이 부정확하고 과장되게 알려지면서 확산된 것이므로, 이러한 설명을 읽고 나면 저자가 왜 그렇게 ‘현재 양자컴퓨터는 오해받고 있다’라고 하는지 알게 될 것이다.
저자소개
◎ 지은이 다케다 슌타로(武田俊太?)
1987년 도쿄에서 태어났다. 일본에서도 몇 안 되는 양자컴퓨터 개발자로서 현재 도쿄대학교 대학원 공학계 연구과 준교수다. 전공은 양자광학과 양자정보과학. 도쿄대학교 대학원 공학계 연구과 박사과정 후 분자과학연구소를 거쳐 2019년부터 도쿄대학교 준교수로 재직중이다. 지금까지 빛을 이용해서 다양한 양자 기술을 연구했으며, 현재는 독자적인 방식의 광 양자컴퓨터 개발에 힘쓰고 있다.
목차
◎ 차례
머리말
감수자의 글
1장 양자컴퓨터는 미래의 만능 비밀 도구인가?
양자컴퓨터는 미래의 비밀 도구?
뜨겁게 불고 있는 양자컴퓨터 붐
오해투성이 양자컴퓨터
오해 1 양자컴퓨터는 온갖 계산을 빠르게 처리한다?
오해 2 양자컴퓨터는 병렬계산을 하기 때문에 빠르다?
오해 3 양자컴퓨터는 머지않아 실용화된다?
컴퓨터, 그 시작
컴퓨터의 한계, 무어의 법칙
양자컴퓨터의 열쇠, 미시 세계의 물리법칙
양자컴퓨터의 탄생
쓸 만한 양자컴퓨터의 활약
칼럼 1 | 양자컴퓨터에는 양자 게이트 방식과 양자 애닐링 방식의 두 가지가 있다고?
2장 양자역학의 가장 아름다운 실험과 양자컴퓨터의 탄생
양자컴퓨터와 양자역학
작은 세계의 법칙, 양자역학
2중 슬릿 실험 수면을 나아가는 파동이라면
2중 슬릿 실험 전자 한 개라면
전자는 두 슬릿을 동시에 통과한다?
중첩은 벽에 부딪힌 순간 깨진다
중첩 ‘방식’도 여러 가지
2중 슬릿 실험이 보여주는 양자컴퓨터의 계산 원리
왜 일상 세계와 미시 세계는 다른가
3장 양자컴퓨터는 어떤 원리로 계산하는 걸까?
현대의 컴퓨터와 양자컴퓨터, 어떻게 다를까?
현대 컴퓨터가 정보를 처리하는 원리
기본적인 비트 변환 = 논리연산
논리연산을 조합하면 어떤 계산도 가능하다
비트와 논리연산의 양자 버전은?
중첩 방식, 양자비트가 정보를 나타내는 법
양자비트의 한계
양자비트 한 개의 중첩 방식을 바꾸는 양자 논리연산
양자비트 두 개를 연계시키는 양자 논리연산
양자컴퓨터는 파동을 조종해서 답을 찾는 계산 장치
병렬계산만으로는 계산이 빨라지지 않는다
칼럼 2-1 | 일반적인 컴퓨터와 양자컴퓨터의 덧셈 회로
칼럼 2-2 | 양자컴퓨터는 거슬러갈 수 있는 컴퓨터
4장 양자컴퓨터의 계산이 빠른 진짜 이유
양자컴퓨터의 계산 속도에 관한 오해
컴퓨터가 잘 처리하지 못하는 문제
양자컴퓨터가 현대의 컴퓨터보다 ‘빠르다’는 것은 어떤 의미?
양자컴퓨터가 빠르게 계산할 수 있는 문제
양자컴퓨터가 할 수 있는 빠른 계산 1 그로버 해법
그로버 해법의 구체적인 계산 순서
양자컴퓨터가 할 수 있는 빠른 계산 2 양자 화학 계산
구체적인 화학 계산 순서
양자컴퓨터로 빨리 계산할 수 있는 그 밖의 유형
칼럼 3 | 53개의 양자비트가 슈퍼컴퓨터를 이긴 비결
5장 양자컴퓨터, 어떻게 만들까?
어떤 양자를 선택할 것인가?
양자컴퓨터 만들기는 너무 어렵다
컴퓨터에는 오류 정정 기능이 필수인데…
현재 양자컴퓨터 개발은 어디까지 왔나
양자컴퓨터 개발의 주요 방식 네 가지
양자컴퓨터 개발 방식 1 초전도 회로 방식
양자컴퓨터 개발 방식 2 이온 방식
양자컴퓨터 개발 방식 3 반도체 방식
양자컴퓨터 개발 방식 4 광 방식
양자컴퓨터의 미래
칼럼 4 | 실제로 양자컴퓨터를 사용해보자
6장 지극히 현실적인 광 양자컴퓨터 개발 현장의 최전선
양자컴퓨터 개발의 현실
내가 광 양자컴퓨터 연구를 시작한 계기
광 양자컴퓨터 실현의 열쇠, 양자 텔레포테이션
루프형 광 양자컴퓨터 방식으로 대규모화를 노린다
실제 연구 개발 현장
테이블 위 광 회로
매우 예민한 광 회로
고생스럽지만 즐거운 연구 개발 현장
광 양자컴퓨터, 아직 갈 길이 멀다
이제 막 산을 오르기 시작했다
칼럼 5 | 광양자가 활약할 미래
